88E1111使用技巧

一、88E1111简介

88E1111这款芯片是Marvel公司的产品,算是早期产品,但是市面上通用量较高,目前仍在大量使用,当然该公司也推出新产品,如88E1512,后续会有续篇,本篇文章重点讲述88E1111。

88E1111支持MII协议(十兆/百兆)、GMII(十兆/百兆/千兆)、RGMII(十兆/百兆/千兆)、SGMII(十兆/百兆/千兆)、光口传输,该款芯片是一个多面手,目前Marvel公司还没有能全面匹敌该款多协议支持的新产品;

M88E1111BAB1I000 117pin

M88E1111BAB2I000(88E1111-B2-BAB2I000)

二、88E1111的引脚定义

2.1 数据和控制引脚

MDI[0]+/-~MDI[3]+/-:该通信信号 连接到RJ45;

GTX_CLK:千兆以太网的时钟引脚,125Mhz;

TX_CLK:十兆/百兆的时钟引脚,

TX_EN:发送使能引脚;在拉高的范围内,数据有效

TX_ER:错误指示引脚

TXD[0~7]:发送数据端

RX_CLK:十兆/百兆的时钟引脚,

RX_DV:数据有效引脚

RX_ER:错误指示引脚

RXD[0~7]:接收数据端

CRS :Carrier Sense,载波侦测信号,,不需要同步于时钟,只要数据传输,CRS就有效;

CRS只有PHY在半双工模式下有效,GMII/MII协议时使用;

COL:Collision Detectd,冲突检测信号,不需要同步于时钟,COL只有PHY在半双工模式下有效,10M/100M/1000M时使用。

S_IN+/-

1)SGMII接口时

PHY芯片输入引脚,1.25Gbps传输,FPGA发送TXD连接到该引脚,可编程50Ω/75Ω(寄存器26.6)

2) 1.25 GHz Serial High Speed接口时,PHY芯片输入引脚

PHY芯片输入引脚,1.25Gbps传输,FPGA发送TXD连接到该引脚,可编程50Ω/75Ω(寄存器26.6)

接到光纤接口,连接到光纤接口的RX引脚;

S_OUT+/-

1)SGMII接口时,PHY芯片输出引脚

1.25Gbps传输,FPGA接收RXD连接到该引脚,可编程设置50Ω/75Ω(寄存器26.5)

2) 1.25 GHz Serial High Speed接口时,PHY芯片输出引脚

1.25Gbps传输,FPGA接收RXD连接到该引脚,可编程设置50Ω/75Ω(寄存器26.5)

接到光纤接口,连接到光纤接口的TX引脚;

S_CLK+/-:时钟引脚

1)SGMII接口时,输入/输出引脚

625MHz接收时钟,双边沿采样,625MHz*2=1.25Gbps;For Serial Interface modes (HWCFG_MODE[3:0] = 1x00) the S_CLK± pins become Signal Detect±

(SD±) inputs.

2) 1.25 GHz Serial High Speed 接口时,输入引脚

Signal Detect input.(For Serial Interface modes the S_CLK± p)

RXD[3]:1.25 GHz Serial High Speed 接口时,输出引脚

Serial MAC interface Copper Link Status[1] connection.

1 = Copper link up

0 = Copper link down

RXD[2]:1.25 GHz Serial High Speed 接口时,输出引脚

Serial MAC interface Copper Link Status[0] connection.

1 = Copper link down

0 = Copper link up

RXD[1] :1.25 GHz Serial High Speed 接口时,输出引脚

Serial MAC interface PHY_SIGDET[1] connection.

1 = S_OUT± valid code groups according to clause 36(代码有效).

0 = S_OUT± invalid(代码无效)

RXD[0]:1.25 GHz Serial High Speed 接口时,输出引脚

Serial MAC interface PHY_SIGDET[0] connection.

1 = S_OUT± invalid

0 = S_OUT± valid code groups according to clause 36

2.2、配置引脚

1) Management Interface and Interrupt

MDC/MDIO:3.3V引脚,最高支持8.3Mhz,MDIO需要上拉1K~20K的电阻;

INTn:该引脚极性,在硬件复位期间通过该引脚拉高或置地设置

Polarity:

0 = Active High (高电平有效)

1 = Active Low

2)Clock/Configuration/Reset/I/O

125CLK:输出引脚,依据MAC生成的125MHz时钟输出;CONFIG[3] pin可以关闭该输出;监测引脚,方便调试,推荐使用。

CONFIG[0~6]:下面会有详细介绍,此处暂略

SEL_FREQ :内部上拉,Frequency Selection for XTAL1 input

NC = Selects 25 MHz clock input

L = Selects 125 MHz clock input. Internally divided to 25 MHz

XTAL1:Reference Clock

25 MHz ± 50 ppm or 125 MHz ± 50 ppm oscillator input

PLL clocks are not recommended(不推荐使用PLL锁相环)

XTAL2:Reference Clock

25 MHz ± 50 ppm tolerance crystal reference

When the XTAL2 pin is not connected, it should be left floating. There is no option for a 125 MHz crystal(如果不使用就悬空处理,且不连接125MHz)

RESETn:硬件复位引脚

在RESETn上升沿之前,该引脚需要保持低电平,至少达到10个时钟周期以上

正常工作时,该引脚为高电平

COMA:4.7K接地

当拉高该引脚,芯片进入COMA模式,芯片最节能,类似于power down模式,即使CAT 5 cable有活动也不能唤醒芯片,退出COMA模式

当该引脚接GND,退出COMA模式,可正常工作,4.7K电阻接地

2.3 Test测试引脚

HSDAC+/-:该引脚需要悬空处理,可接测点

2.4 Control and Reference

RSET:输入引脚,Constant voltage reference(恒电压基准)

外接5.0 kΩ 1% 电阻到VSS引进

2.5 Power

AVDD: Analog Power. 2.5V

DVDD:Digital Power. 1.0V (Instead of 1.0V, 1.2V can be used)

VDDOH:2.5V Power Supply for LED and CONFIG pins

VDDOX:2.5V Supply for the MDC/MDIO, INTn, 125CLK, RESETn, JTAG pin Power

VDDO: 2.5V I/O supply for the MAC interface pins

三、88E1111配置的设置

88E11111的配置有些坑人,电路设计绘图时需要注意。

回环测试

MDIO/MDC

模式配置

Config0-6

SGMII如果不是有,差分对连接情况

RGMII、GMII、如果使用,数据data的4-7需要注意

FPGA的IP核,可以做到RGMII和GMII的互换,已验证ok

四、88E1111的供电

2.5V/1.2V 芯片产生1V自供电

五、88E1111的匹配

与FPGA相连接的PHY芯片侧,数据和时钟均为单端信号,需要匹配电阻,常选用33R排阻,也可选用电阻

与外部连接的边侧,匹配电阻和泄放通道 Bob-smith电路

隔离变压器

五、88E1111的RJ45连接

5.1、RJ45类别和选型

电流型和电压型

分辨方式:供电分辨,如果供电就是电流型 如果无供电,接地,那就是电压型

5.2、RJ45的隔离器连接和Layout

六、88E1111的Layout

FPGA侧的TX和RX,不需要组间等长,,但是组内需要等长、同层、

RJ45侧,可以距离PHY远些,FPGA侧需要尽可能近些,单端损耗大,易受干扰;

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